本發(fā)明屬于采油氣專業(yè)，具體涉及一種儲層傷害與保護(hù)評價用的模擬地層裂縫網(wǎng)的巖心加工方法。

背景技術(shù)：

1、鉆完井中對儲油氣層的損害，主要指鉆井液、固井液、完井液及射孔液等工作液的液柱壓力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過儲油層孔隙壓力時，將其工作液擠注于儲油氣層之內(nèi)，造成油氣通道的變小或堵塞，使油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。儲層損害的結(jié)果是降低產(chǎn)能產(chǎn)量，儲量產(chǎn)能估算不準(zhǔn)；影響制定開發(fā)方案；增加試油、酸化、壓裂、修井等工作量，增加成本；影響最終采收率，損傷油氣資源。因此在鉆完井作業(yè)中要千方百計的降低儲層的傷害，并盡可能的保護(hù)油氣層。

2、在對某一層位開發(fā)中，為了保護(hù)油氣層不受鉆完井的損害，需要對鉆完井各個過程中需要引入的流體進(jìn)行損害評價，對各個階段使用的保護(hù)處理措施是否有效果進(jìn)行實驗評價，確保鉆完井各個工藝對儲油氣層傷害最小，使用的保護(hù)措施最優(yōu)。因此，準(zhǔn)確測試鉆完井各個工藝、流體體系及儲層保護(hù)配方對儲油氣層的損害至關(guān)重要。

3、對于一般儲油氣層(如均值的、中等孔隙度、中等滲透率油氣層)，現(xiàn)有技術(shù)是通過測定巖心敏感性(包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏性等)和工作液對儲層傷害后滲透率恢復(fù)值來獲取鉆完井過程對儲油氣層的傷害程度和保護(hù)措施的效果。巖心敏感性評價實驗的核心步驟是：鉆取儲油氣層的巖石巖心，用模擬不同鉆完井過程中的流體(清水、地層鹽水、酸液、堿液等)對巖石巖心進(jìn)行驅(qū)替實驗，讓流體與儲油氣層巖石發(fā)生作用，用流體與巖石作用前和后的滲透率變化來定義儲油氣層對外來流體的敏感性程度。鉆完井工作液傷害與保護(hù)評價實驗的核心是用工作液直接與取自儲油氣層的地層巖心發(fā)生作用，測定發(fā)生作用前和后的巖心滲透率數(shù)值，通過數(shù)值的變化來判斷儲層傷害程度和儲層保護(hù)配方的保護(hù)效果。根據(jù)以上實驗評價，儲油氣層的傷害與保護(hù)評價中的核心因素之一就是取自儲油氣層的地層巖石巖心，一是要求與儲油氣層地層巖具有相同的成分組成，在不同鉆完井流體作用時候發(fā)生的物理、化學(xué)反應(yīng)一致；二是要求與儲油氣層地層巖石具有相同的孔、滲條件，即在發(fā)生反應(yīng)后對油氣開發(fā)生產(chǎn)中的滲流通道相同。對于一般儲油氣層，其滲流通道主要是孔隙，因此取自地層巖心與地層具有相同的成分，且與地層相同的孔隙度，所以采用此方法是能夠模擬地層條件，評價結(jié)果是可靠的。

4、近年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全球?qū)κ秃吞烊粴獾男枨罅恳苍陲w速增加，伴隨著常規(guī)油氣資源的日益減少，非常規(guī)油氣資源已經(jīng)成為目前勘探和開發(fā)的主戰(zhàn)場，其高效開發(fā)利用對維持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長，保障國家能源安全具有重要意義。在非常規(guī)油氣資源的開發(fā)過程中，如微裂縫發(fā)育的致密砂巖氣藏開發(fā)占據(jù)重要的地位。

5、在裂縫微裂縫發(fā)育的致密砂巖氣藏開發(fā)中，儲油氣層的敏感性評價和工作液的傷害評價核心之一就是要加工制造與油氣層地層成分和滲流通道相一致的巖石巖心，對于裂縫微裂縫發(fā)育的致密砂巖，取自地層的巖石巖心與地層具有相同的成分，但是對于地層的裂縫、微裂縫狀況，確沒有辦法通過巖心模擬，因地層裂縫、微裂縫發(fā)育，鉆取巖心時候無法形成一個完整的巖心，因此，無法形成與油氣層地層具有相同孔滲結(jié)構(gòu)的巖石巖心。

6、針對此問題，現(xiàn)有技術(shù)是取不含地層裂縫、微裂縫的儲油氣層地層巖石巖心，保證取出的巖心與地層成分相同，然后采用巴西壓裂實驗壓裂出地層裂縫，或者是用割縫、剖縫的方式，在地層巖心上建立一條裂縫，用來模擬地層孔、滲條件。采用巴西劈裂實驗、剖縫實驗、割縫實驗都只能在巖心中建立線性的裂縫，且裂縫的形態(tài)單一，大部分情況下只有一條裂縫，由于裂縫開度不易控制，所加工的地層巖石巖心的滲流通道大于井底實際的滲流通道，故不易模擬地層的情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種儲層傷害與保護(hù)評價用的模擬地層裂縫網(wǎng)的巖心加工方法，解決了無法取出與地層相一致的裂縫和微裂縫的巖心問題。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種儲層傷害與保護(hù)評價用的模擬地層裂縫網(wǎng)的巖心加工方法，包括如下步驟：

4、s1、利用數(shù)字巖心掃描方法得到所模擬的儲層地層巖心裂縫的數(shù)值立體圖形，計算所模擬的儲層地層的裂隙度和高密度礦物含量；

5、s2、制取反映評價儲油氣層地層成分的若干個巖心柱；

6、s3、取s2中制成的巖心柱，按照預(yù)設(shè)的加載方式和間隔時間，在巖心柱上形成兩個水平主應(yīng)力及上覆巖層壓力三個方向上的力，使得巖心中形成與儲油氣層地層巖石相同的裂縫-微裂縫縫網(wǎng)；

7、s4、利用數(shù)字巖心掃描方法建立造縫后巖心的裂縫分布情況，直至巖心柱的裂隙度和高密度礦物含量與所模擬的儲層地層巖心裂隙度和高密度礦物含量一致，則巖心加工完成。

8、進(jìn)一步，s2具體包括以下步驟：

9、s21、在不含裂縫或微裂縫的巖石處鉆取若干個圓形柱狀巖心，兩段削平；

10、如果待評價地層取芯較少或沒有取芯，無法鉆取圓柱形巖心，則通過取與地層層位相同的地層露頭巖心，在露頭巖心上鉆取圓形柱狀巖心；

11、s22、將圓形柱狀巖心在干燥箱中自然干燥，得到合格的巖心柱。

12、進(jìn)一步，圓形柱狀巖心的直徑為24.5mm，長40～60mm。

13、進(jìn)一步，s22中，干燥前后兩次稱重質(zhì)量變化小于1％，則得到合格的巖心柱。

14、進(jìn)一步，s3具體包括以下步驟：

15、s31、取s2中制成的巖心柱，用透明膠帶纏繞若干層，纏繞膠帶時預(yù)留一段長度用于控制張緊程度；

16、s32、取s31中纏繞透明膠帶后的巖心柱，放入應(yīng)力鉗中，搖動手柄，將巖心夾緊；

17、s33、搖動應(yīng)力鉗手柄后，停止3～5分鐘；

18、s34、觀察應(yīng)力鉗中的巖心柱柱面和兩端面，當(dāng)柱面或端面出現(xiàn)肉眼可見的裂縫，停止加載；

19、s35、卸去應(yīng)力鉗夾持力，取下巖心柱，將巖心柱轉(zhuǎn)動45°，重復(fù)s21-s24步驟，確保巖心中的裂縫分布均勻。

20、進(jìn)一步，s31中，用透明膠帶纏繞2～5層。

21、進(jìn)一步，s3中，當(dāng)?shù)貙恿芽p滲透率為0.1-10md時，透明膠帶纏繞層數(shù)為5層，膠帶預(yù)留長度控制在2mm以內(nèi)，應(yīng)力鉗手柄加壓角度為45°，單次加壓后間歇時間為5min；

22、當(dāng)?shù)貙恿芽p滲透率為10-100md時，透明膠帶纏繞層數(shù)為4層，膠帶預(yù)留長度控制在4-8mm，應(yīng)力鉗手柄加壓角度為60°-90°，單次加壓后間歇時間為4-5min；

23、當(dāng)?shù)貙恿芽p滲透率為100-1000md時，透明膠帶纏繞層數(shù)為3層，膠帶預(yù)留長度控制在10-14mm，應(yīng)力鉗手柄加壓角度為90°，單次加壓后間歇時間為3-4min。

24、進(jìn)一步，s33中，搖動角度為45～90°。

25、進(jìn)一步，s4具體包括以下過程：

26、取s3中完成裂縫加工的巖心柱，建立造縫后巖心的裂縫分布情況，再次利用數(shù)字巖心掃描方法得到造縫加工小巖心裂縫網(wǎng)的重構(gòu)立體圖形，并計算裂縫網(wǎng)的裂隙度和高密度礦物含量；

27、如果某裂縫網(wǎng)的裂隙度和高密度礦物含量小于所模擬的儲層地層要求，則將巖心柱放入應(yīng)力鉗中繼續(xù)加載，直至滿足要求。

28、進(jìn)一步，數(shù)字巖心掃描方法具體為：

29、x射線透照巖石后發(fā)生衰減，根據(jù)不同的衰減程度，進(jìn)行二維x-ray成像；然后旋轉(zhuǎn)樣品進(jìn)行360°掃描，獲取一系列二維投影圖像，進(jìn)行濾波和對比度增強(qiáng)，對巖石圍觀結(jié)構(gòu)重建，獲得巖樣三維模型。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

31、本發(fā)明公布的一種儲層傷害與保護(hù)評價用的模擬地層裂縫網(wǎng)的巖心加工方法，按照預(yù)設(shè)的加載方式和間隔時間巖心中形成與儲油氣層地層巖石相同的裂縫-微裂縫縫網(wǎng)，能夠形成與儲油氣層巖石孔、滲相一致的巖心，具體原因為：儲油氣層巖石裂縫行程受地質(zhì)應(yīng)力的作用下結(jié)果，根據(jù)研究成果，地質(zhì)應(yīng)力可以按照其作用效果將其應(yīng)力可以分為兩個水平主應(yīng)力、上覆巖層壓力三個方向上的力，本發(fā)明中利用應(yīng)力鉗兩端面加壓的壓力模擬地質(zhì)作用過程中的水平主應(yīng)力，纏繞膠帶提供的拉力模擬上覆巖層壓力。所以采用此作用方式下，產(chǎn)生的裂縫-微裂縫與地質(zhì)過程中產(chǎn)生的裂縫-微裂縫是相同的。

32、進(jìn)一步地，通過x射線透照巖石后發(fā)生衰減，根據(jù)不同的衰減程度，進(jìn)行二維x-ray成像；然后旋轉(zhuǎn)樣品進(jìn)行360°掃描，獲取一系列二維投影圖像，進(jìn)行濾波和對比度增強(qiáng)，對巖石圍觀結(jié)構(gòu)重建，獲得巖樣三維模型，采用不同灰度表示裂縫孔隙空間，并計算裂隙度和高密度礦物含量。調(diào)取某造縫網(wǎng)的巖心的裂隙度和高密度礦物含量，與所模擬的儲層地層一致，如果數(shù)字巖心掃描裂隙度和高密度礦物含量小于地層要求，則將巖心柱放入應(yīng)力鉗中繼續(xù)加載，直至滿足要求。

33、本發(fā)明能夠生產(chǎn)出與地層滲流通道相一致的地層巖石巖心，可用于裂縫-微裂縫地層鉆完井工作液對儲油氣層傷害評價與保護(hù)對策研究，本發(fā)明公布的方法建立出來的巖心更好的模擬地層情況，評價結(jié)果更為可靠。